中國西南地質構造特徵
㈠ 中國區域地質特徵概述
馬麗芳閔隆瑞丁孝忠
(中國地質科學院地質研究所,北京100037)
摘要中國疆域遼闊,地質構造復雜。40多年來,尤其是近20年來中國在區域地質調查和地學研究方面取得了很大進展,有必要編制一張縱覽全國地質總貌的大型掛圖。1:250萬《中國地質圖》是6張超全開拼幅大掛圖,分中、英文版出版,以促進國際交流。它全面、系統地反映了我國40多年來,尤其是近20年來區域地質調查和地學研究的最新成果,除以各省自治區、直轄市地質志和新編的第二代《中國地質圖集》為基礎資料外,盡可能補充了1990年以來地學部門所取得的最新科研成果和資料,如地層清理和地層典的研究成果等[1,2],資料截止到1996年。因此,該圖全面、清晰地展示我國各時代地質體的展布和區域地質構造特徵的總貌。通過地質圖的編制與研究不僅進一步系統總結和提高了對我國區域地質特徵及地殼發展演化規律的認識,同時也為國土整治與規劃、資源調查、地質災害事件預測和環境保護等項工作提供了必不可少的基礎地質資料。
該圖強調資料性與科學性的緊密結合,以新全球構造理論為主導學術思想,對不同區域的地層、火成岩、構造和變質作用等內容作了時空三維演變發展過程的總結,並汲取了世界各國地質編圖的長處,選擇說明區域構造發展關鍵性地層的沉積類型、火成岩的岩類和岩石組合、變質相組合以突出表示,使圖面在表示內容和表達方式上有所改革和創新。為增加與環境地質、災害地質和全球變化有關的地質信息,改變以往地質圖上只注重老地質體內容的做法,突出和加強第四紀以來的地質信息,反映第四紀地質體的形成過程和外動力條件。為反映上述內容,這次編圖除劃分時代外,還增加了成因類型代號和有關花紋,並標出第四系的等厚線及典型鑽孔位置。圖例是體現圖幅內容的科學性、系統性和邏輯性的標志。該圖打破了傳統的表達方式,首次嘗試按主要構造單元表示圖例,以便更清晰、更全面地反映不同地區三大岩類和地殼運動在時空等三維方面演化的過程。
該圖採用區域地質綜合分析和詳細專題研究相結合的手段,傳統手工編圖和計算機數字制圖技術相結合的新工藝流程,確保了成圖質量和水平;在工作站上採用先進的Intergraph軟體進行地理、地質內容的編輯,使地質圖信息化,並有利於圖件的共享和更新。
關鍵詞區域地質特徵前寒武系侏羅系—白堊系第四系構造分區板塊構造褶皺區(系)
1區域地質編圖概述
區域地質研究是國民經濟建設中具有戰略意義的基礎工作,區域地質圖是衡量一個國家區域地質研究程度和水平的標志。世界上許多經濟發達的國家都將地質圖的編製作為地質調查研究的基本任務之一,並且根據研究程度和新的進展定期地更新全國性的地質圖件。60年代,我國曾在全國1∶100萬套圖編制的基礎上編制了一幅1∶200萬「中華人民共和國地質圖」,後因涉及國界及其它原因未能公開發行。70年代曾編制和公開出版了1∶400萬《中華人民共和國地質圖》。改革開放以來,我國區域地質調查工作有了極大進展,全國1∶100萬區域地質調查已基本完成,1∶20萬綜合區域地質調查工作也完成了陸地面積的70%。1981年起在地質礦產部統一部署下,各省區市都陸續總結和編寫了《區域地質志》及與其相應的系列地質圖件[3~30],而且在此基礎上還綜合編制了1∶500萬《中國地質圖》並出版了相應的說明書[31]。最近幾年,各省區市的地質工作者又通過第二代《中國地質圖集》的編制進一步提高了綜合研究程度[32]。與此同時,隨著新技術、新方法和新理論的廣泛應用,我國地學各領域也獲得了豐碩的科研成果,許多重大的基礎地質問題也都取得了突破性的新認識。但是,至今還沒有一幅縱覽我國地質全貌的大型掛圖。因此,編制一幅1∶250萬比例尺的全國性地質圖是十分必要的;同時,現在編制這樣一幅圖件也是有扎實基礎的。
21∶250萬《中國地質圖》編制特點
在詳細研究和綜合分析資料的基礎上,以准確、清晰、簡明地反映我國區域地質特徵總貌為准則,以新全球構造理論為主導學術思想,區域地質綜合分析方法為手段,本次新版《中國地質圖》編圖工作對不同區域的地層、火成岩、構造和變質作用等內容作了以下幾方面的深入研究和總結:
(1)不同構造單元在各地質時期的沉積組合特點和古地理演化及其與構造的關系;
(2)各區構造運動的發育過程、構造變動的類型及其構造演化的歷程;
(3)各區火成岩活動的性質和特點,及其與構造的關系;
(4)各區變質作用的期次,變質相組合及變質相系的特點,及其與構造的關系。
在此基礎上再進行全國性地層、火成岩、構造和變質作用的橫向分析對比與總結。
2.1地層
一般表示到統或階(組),研究程度較低或緊密褶皺區可以表示到系或群,甚至跨統或跨系。地層的劃分考慮了國際和國內的現狀進行劃分對比。地層的年齡值除國內已有比較確切的年齡值外,基本參照國際通用地質年代表。前寒武系的劃分對比一直是我國研究的重點,最近幾年來相繼在冀東發現了我國最古老的表殼岩曹庄群和鞍山附近花崗質古陸殼的殘塊。因此,將太古宇暫以3500Ma和3000Ma為界三分,包括古太古界、中太古界、新太古界。元古宇與太古宇以2500Ma分界。這些年齡數據只代表大致的分界年齡。本圖前寒武系的劃分對比見表1。
早寒武世仍以Anabarities trisulcatus帶作為底界;奧陶系四分,宜昌統(O1)與揚子統(O2)的分界置於大灣階含Azygograptus suecicus筆石帶底界;志留系亦四分,將原上志留統中含牙形石Ozarkodina remscheidensis eosteinhornensis帶的地層劃歸普里多利期,以S4表示,含Polygnathoides siluricus帶的劃歸拉德洛期,以S3表示;石炭系二分,上、下統界線劃在Eumorphoceras和Homoceras帶之間;與二疊系的界線劃在290Ma,即格舍爾期與阿瑟爾期之間;考慮國際上目前白堊系仍然二分,本圖亦採用二分,界線仍在阿爾必階和賽諾曼階之間。具體到我國東部侏羅系—白堊系陸相地層的劃分也是長期有爭議的問題。最近,隨著生物化石研究的進展和同位素年齡測定精度的提高,東部含熱河動物群地層時代的歸屬逐漸明朗,遼西北票地區原始鳥類化石的發現,也為這些地層時代的確定提供了新的證據,考慮到資料來源及認識的不統一,本圖將九佛堂組—阜新組均劃歸下白堊統,有爭議的義縣組以J3-K1表示。詳細劃分對比見表2。
表1中國前寒武系劃分對比簡表
第四系一般劃分為更新統(Qp)和全新統(Qh),對大面積第四系發育區盡可能區分出下更新統(Q1)、中更新統(Q2)、上更新統(Q3)。第四系在我國非常發育,占陸地面積的四分之一。尤其是近年來對全球變化、環境地質、青藏高原的抬升以及古人類的研究已引起廣泛的關注。第四紀已有古人類的活動,根據最近的研究,其底界為2.48Ma。主要依據有:①華北泥河灣組中含Equus sanmeniensis(三門馬),Proboscidipparion sinensis(長鼻三趾馬)等和雲南元謀組中含Rhinoceros sinensis(中國犀),Equus yunnansis(雲南馬)等均為早更新世典型代表分子;②中國黃土的底界年齡為2.48Ma。黃土和古土壤系列氣候期可以與深海沉積物氧同位素氣候期對比(圖1)。
除太古宇、第四系和變質較深的地層外,為了有助於說明不同區域的研究程度和地殼發展歷史,要求在圖上選擇以下幾種關鍵性的、對說明區域構造發展有代表性的沉積類型加以表示:①代表穩定型的海綠石石英砂岩或碳酸鹽台地沉積;②代表活動型放射蟲硅質岩或深水濁積岩;③代表造山後的磨拉石粗碎屑沉積。火山岩類物質是區分穩定型和非穩定型的重要標志之一,上新世以前的火山岩由所屬時代地層用岩相界線圈出再加不同花紋表示其岩石類型。
為了更確切地反映第四紀地質體的形成過程和外動力條件,要求圖面上除劃分時代外,還需加成因類型代號。主要的成因類型有:殘坡積(eld)、冰磧(g)、冰水沉積(gf)、洪積(P)、沖洪積(fp)、沖積(f)、湖積(1)、沖湖積(fl)、海積(m)、沖海積(fm)、黃土(L)、風積(e)、生物堆積(b)、化學沉積(c)。成因類型代號寫在第四系代號右上角,如Qp1。在面積較大的第四紀地質體中要求表示與構造、氣候關系密切的成因類型花紋,計有:冰磧、風成砂、黃土、沖洪積、洪積、海積、沖海積等。同時,為了反映大面積第四系覆蓋區的基底概況,標出第四系的等厚線及典型鑽孔位置,並在鑽孔位置旁標出第四系厚度和下伏岩層時代,如
2.2火成岩
火成岩一般按岩石化學成分和礦物成分劃分成超鎂鐵質岩類、鎂鐵質岩類、中性岩類、酸性岩類和過鹼性岩類等5大類,又按其產狀分成深成岩、淺成岩、潛火山岩和火山岩4類。詳細分類見火成岩分類表。潛火山岩一律按岩體處理,但為了突出其與火山岩的密切關系,再加相應火山岩類的花紋,這樣也解決了我國南方一些與火山岩關系密切的、具潛火山岩的性質的酸性和中性超淺成岩體的表示方法問題。為了突出與環境地質和災害地質有關的信息,該圖將上新世(含上新世)以來的火山岩及時代不明的火山岩均按岩體表示。
2.3變質岩
在變質岩發育區要求在圖面上區分出變質相。變質相劃分為綠片岩相、角閃岩相和麻粒岩相,分別用三種花紋表示。總之,變質相的花紋方向代表該地區片理和片麻理方向。另外,根據現有研究資料盡可能表示超高壓、高壓變質帶,動力變質帶和藍閃石片岩帶。
2.4構造
以清晰地反映區域構造特徵為目的,地質體的展布應符合客觀實際,接觸關系要表示清楚。對境內的主要斷裂要區分其性質,是平移、逆沖還是拉張的;不同時期構造運動所形成的斷裂方向及其相互間的切割關系要充分注意,並在圖上准確表示。為有助於全區地質構造的分析,對大型盆地、第四紀大面積覆蓋區下的主要隱伏斷裂亦加以表示。此外,在圖上盡量表示出構造窗、飛來峰、韌性剪切帶等。
表2中國東部侏羅系—白堊系劃分對比簡表
圖1中國黃土-古土壤系列氣候演化略圖
3中國區域地質特徵
中國大陸是在西伯利亞板塊、華北板塊、塔里木板塊、揚子板塊、華南板塊、印度板塊和太平洋板塊等長期相互作用下逐漸發展演化而成。其中華北板塊、塔里木板塊、揚子板塊和華南板塊是構成中國大陸的主體。根據沉積組合、岩漿活動、變質作用和構造運動等時空發育的總體特徵,中國大陸大致又可以劃分成地台區和褶皺區兩大類。地台區有華北地台、塔里木地台和揚子地台。褶皺區有準噶爾-內蒙古-興安嶺褶皺區、昆侖-秦嶺褶皺系、青藏-滇西褶皺區、岡底斯-喜馬拉雅褶皺區、華南褶皺區、完達山褶皺系、台灣褶皺系和南海褶皺區等(圖2)。
圖2中國大地構造分區略圖
(1)華北地台:構成華北板塊的主體,是呂梁運動後即已基本固結的穩定地塊。其太古宇是目前我國出露最全和發育最完整的地區,並已證實此時已有一些陸核存在。中新元古界主要由海相碎屑岩和鎂質碳酸鹽岩組成,發育在地台內部的裂陷帶內,在震旦紀晚期於地台西、南部發育冰磧岩。中奧陶世後,地台主體缺失晚奧陶世到早石炭世的沉積物。上石炭統—下二疊統為海陸交互相煤系地層,晚二疊世後進入陸相沉積。侏羅紀開始,受太平洋板塊的影響,在太行山以東廣泛發育燕山期的侵入岩和火山岩。內蒙古南部蘇尼特旗至西拉木倫河以南是華北地台的北緣,主要為加里東褶皺帶。西南的柴達木地塊可能是新元古代晚期從華北地台西南緣分裂出來的塊體。祁連山加里東褶皺帶即是此時形成的海槽,於志留紀晚期褶皺隆起,中泥盆世堆積的磨拉石說明柴達木地塊於此時已與華北地台形成統一的大陸地殼區。
(2)塔里木地台:固結於850Ma的晉寧運動。第三紀以來,隨著青藏高原和天山的大幅度隆升,塔里木相對下沉形成了我國最大的內陸盆地。其基底埋深約8~10km,西部隆起,東部為疊加式斷陷。最老的岩層為中太古界—古元古界[34],震旦系以發育冰磧岩為特徵,下古生界生物化石與揚子地台頗為接近,上二疊統全部為陸相沉積。中生界主要為山間盆地或山前坳陷型沉積,但盆地西部出現海相。老第三系在西部也為海相或潟湖相沉積,盆地四周有呂梁期和華力西期為主的中酸性、基性和超基性岩類的侵入,南緣還有喜馬拉雅期的火山噴發[35]。
(3)揚子地台:以山陽-桐城斷裂與秦嶺褶皺系相鄰,西以龍門山-紅河斷裂帶與青藏-滇西褶皺區分界,東南則以紹興-江山斷裂與華南褶皺系相接。該地台形成於晉寧運動後,但根據最近資料,川南康定群有2957Ma的年齡值,另外還有一批大於1700Ma的年齡數據,說明其中有些是呂梁運動固結的穩定區。鄂西的崆嶺群已解體為新太故界東沖河組和古元古界水月寺岩群。震旦系—中三疊統是典型蓋層沉積,其中湖北三峽是震旦系—寒武系的層型剖面之一。地台邊緣除有元古宙、古生代和中生代的中酸性、基性、超基性岩類侵入外,地台內部還有過鹼性岩類侵入。
(4)准噶爾-內蒙古-興安嶺褶皺區:是西伯利亞板塊、塔里木板塊和華北板塊之間占亞洲陸緣增生褶皺帶的一部分,總體呈近東西向弧形展布,其中還散布著准噶爾、錫林浩特、佳木斯、額爾古納等小型地塊。陸緣的增生演化主要發生在加里東期和華力西早期。阿爾泰-額爾古納褶皺帶即是一條加里東褶皺帶。早石炭世,西伯利亞板塊與塔里木-華北板塊碰撞對接,致使區內褶皺斷裂發育,岩漿活動強烈,變質作用類型復雜多樣,構成我國重要的古生代構造岩漿帶。華力西期以後,西段受西伯利亞板塊、哈薩克板塊和印度板塊的擠壓,形成山鏈與盆地相間的構造構局,並伴有一系列逆沖推覆與大型走滑斷裂;東段除受西伯利亞板塊影響外,還多次受來自東南太平洋板塊的推擠,呈現EW向構造與NE、NNE向構造相互復合的構造格局。准噶爾屬穩定型內陸盆地,地層發育較全,主要為河湖相碎屑和煤系沉積;松遼盆地是從晚侏羅世發展起來的裂陷盆地。該區東部受太平洋板塊的影響,從燕山期開始發育了一系列大小不等的斷陷型含煤盆地和沉積-火山岩盆地。燕山中期有強烈的火山活動和大規模的中酸性岩漿侵位。
(5)昆侖-秦嶺褶皺系:是介於塔里木板塊、華北板塊和揚子板塊之間的一條消減帶,也是上述南北兩板塊之間的結合帶。因此,該系內部組成和構造非常復雜,尚有許多地質問題有待進一步查明。根據現有資料,它是晉寧、加里東、華力西、印支等造山運動所形成的復合造山帶。東段被郯廬斷裂帶截切,且平移到膠南,走向轉為NEE向;西段被阿爾金斷裂所截。昆侖褶皺系可以康西瓦—中昆侖斷裂劃分成南北兩部分。北昆侖是一條華力西褶皺帶,南昆侖是一條華力西、印支褶皺帶。伴隨華力西期中昆侖的疊接有中酸性、基性—超基性岩類的侵入活動。中三疊統仍保持島弧海環境,隨著古特提斯洋北支在中三疊世的閉合、造山,上三疊統出現夾陸相火山岩的磨拉石堆積,並不整合在前期地層之上,生物群已屬特提斯型。其後的侏羅系—白堊系均為陸相小型盆地沉積。燕山期和喜馬拉雅期是其推覆、走滑和隆起的主要構造變動時期。秦嶺褶皺系位於華北板塊和揚子板塊之間,以商丹斷裂帶作為南北秦嶺的分界。北秦嶺為加里東期造山帶,基底由新太古界和古元古界變質岩系組成,其上被中新元古界深水火山-沉積岩所覆蓋;寒武奧陶系仍為活動型火山-沉積岩系,含放射蟲硅質岩,並有數條蛇綠岩帶侵位於上述岩系之中。伴隨加里東末期至華力西早期的造山作用,此帶還有大量花崗岩類侵位。南秦嶺是華力西、印支褶皺帶。新太古界—中元古界構成該帶的基底,近來研究證實,基底與蓋層之間存在一條大的韌性滑脫剪切帶,同時伴有大量印支期花崗岩類的侵入。晚三疊世以後受古太平洋板塊向NNW方向的移動,致使秦嶺到大別山一帶繼續發生逆沖、滑脫和推覆。並有人認為,大別山群之下有年輕地層存在。
(6)青藏-滇西褶皺區:北以修溝—瑪沁斷裂與昆侖褶皺系分界,南以班公湖—怒江斷裂帶與岡底斯-喜馬拉雅褶皺區相接。該區由巴顏喀拉褶皺系和唐古拉褶皺系,以及若干中間地塊、推覆構造、蛇綠岩帶、混雜岩帶和構造岩漿岩帶所組成。兩個褶皺系之間以可可西里—金沙江斷裂帶分界。巴顏喀拉褶皺系原屬揚子板塊西部邊緣,是在晚古生代初期從揚子大陸開裂離散出來所形成的印支褶皺系。在巨厚的三疊系濁積岩之下有前古生代結晶基底的殘塊;震旦系—下古生界為一套夾火山岩的碎屑岩、碳酸鹽岩沉積,其生物特徵接近揚子區;泥盆系為穩定型碳酸鹽台地和台地邊緣沉積為主,晚石炭世開始受古特提斯洋的影響靠近東昆侖和金沙江一帶發育活動型火山-沉積岩系,其餘廣大地區仍屬穩定型沉積。二疊紀開始由穩定逐漸轉為活動,並有大量中基性火山噴發。早中三疊世該區隨著金沙江帶的打開而向北推移,同時接受了一套濁流沉積和混雜堆積;晚三疊世該區與北面的歐亞大陸拼合而褶皺成山。唐古拉褶皺系主要由上三疊統—侏羅系構成的褶皺帶、逆沖斷裂帶和蛇綠岩帶組成,並有一系列花崗岩類岩體貫穿其中。在巨厚的蓋層之下可能存在前寒武紀基底,晚三疊世金沙江向南俯沖、閉合,唐古拉褶皺系與巴顏喀拉褶皺系拼接在一起。侏羅紀時,南部為陸相沉積,北部為海相沉積。陸相沉積的白堊系不整合其上。
(7)岡底斯-喜馬拉雅褶皺區:是岡瓦納大陸北緣分離出來的一部分,可以雅魯藏布江帶為界劃分成岡底斯-念青唐古拉褶皺系和喜馬拉雅褶皺系。岡底斯-念青唐古拉褶皺系是燕山晚期褶皺系。其基底為元古宇的變質岩群,奧陶系—志留系為陸表海碳酸鹽和碎屑沉積,在雲南變質岩系之上直接被泥盆系所覆蓋。晚古生代出現具岡瓦納特徵的冰海沉積和冷水動物群。中生代分異明顯,三疊系具大陸邊緣裂陷槽特點,侏羅紀開始出現溝-弧-盆體系,沉積了巨厚的濁積岩,含大量超鎂鐵質岩-鎂鐵質岩、放射蟲硅質岩和混雜岩塊。著名的岡底斯火山-岩漿弧形成於燕山晚期和喜馬拉雅早期。喜馬拉雅褶皺系是新生代褶皺系,南以主邊界斷裂與印度地台相接。前寒武系結晶基底之上為一大套古生代碳酸鹽岩夾碎屑岩的地台蓋層沉積。二疊紀末、三疊紀初隨著雅魯藏布江特提斯海域的打開,在雅魯藏布江一帶發育活動型沉積,並有火山岩和外來岩塊。侏羅紀—早白堊世在喜馬拉雅一帶仍以陸棚細碎屑-碳酸鹽沉積為主,而至雅魯藏布江處則為深海洋盆的火山岩-含放射蟲硅質岩。晚白堊世印度板塊向北漂移,特提斯海逐漸關閉出現雅魯藏布江蛇綠岩帶。
(8)華南褶皺區:主體屬加里東褶皺系,但受到華力西期、印支期,特別是燕山期構造岩漿活動的強烈影響,呈現多期構造相互疊加的復合構造格局。最早的岩石有中新元古界陳蔡群,震旦系—志留系以濁流沉積為主,經加里東運動褶皺和變質,伴有花崗岩類的侵入,與中新元古界一起形成了褶皺系的基底。泥盆系—中三疊統為地台型碳酸鹽岩夾砂頁岩和煤系地層,印支運動使其褶皺,並伴有花崗岩類的侵入,晚三疊世到新第三紀受太平洋板塊的影響,形成了一系列NE或NNE方向的斷陷盆地,伴有強烈的構造作用和岩漿活動。
(9)完達山褶皺系:屬錫霍特阿林褶皺帶的一部分,是晚侏羅世—早白堊世沿亞洲大陸東緣形成的陸緣增生帶。主要由石炭系—二疊系的灰岩和綠片岩、中上三疊統含放射蟲硅質岩、濁積岩、混雜岩,以及下中侏羅統的碎屑岩和火山岩組成。這些岩層有的以外來岩塊出現在晚侏羅世地層中。該區逆沖、推覆構造十分復雜,並有印支期和燕山期的花崗岩類侵位。
(10)台灣褶皺系:是西太平洋島弧褶皺系的組成部分。該系可以台東大縱谷帶為界劃分成台西中央山脈褶皺帶和台東的海岸山脈褶皺帶。後者與菲律賓的呂宋島弧相聯,屬菲律賓海板塊;前者的中央山脈與北面的釣魚島隆起相接,屬歐亞板塊,大縱谷帶是一條菲律賓海板塊和歐亞板塊的地殼對接帶。中央山脈褶皺帶包括台灣島大部分和台灣海峽東部。主要為厚達萬米的第三紀濁積岩沉積。在大南澳變質帶中有玉里和太魯閣為代表的雙變質帶,前者有多期蛇綠混雜岩分布,後者捲入有屬於華南區的石炭系—二疊系岩塊。該帶西部是第三紀晚期—第四紀初期形成的坳陷帶,大部分為第四系所覆蓋。海岸山脈帶主要為第三紀碎屑岩、島弧火山岩組成,又可分東西兩部分。東部主要由中新世奇美火山岩和上新世至更新世濁積岩組成。東南側上新世的利吉蛇綠混雜岩帶為菲律賓海板塊俯沖碰撞時帶來的洋殼物質[36]。
(11)南海褶皺區:屬印支地塊的一部分,曾經歷了古生代—中生代多次拼貼增生和新生代解體離散的復雜過程。海南島三亞地區的寒武系—奧陶系為穩定型碎屑和碳酸鹽沉積,中寒武統所含三葉蟲等化石與澳大利亞的Currant Bush組所含化石極其相似,同時在西沙群島曾鑽遇到前寒武系基底,這些資料說明早古生代時期該區曾與澳大利亞同屬於南大陸,具地塊性質。華力西期—印支期是南大陸解體離散和北大陸拼貼增生階段,從該區晚古生代的生物群已具岡瓦納冷水生物區與特提斯暖水生物區之間的過渡生物區性質可表明此時已從南大陸裂離出來。印支運動實質上反映了古特提斯海的消亡和滇-緬-泰與印支及華南陸塊三者碰撞過程,印支期後整個東亞已拼合成統一陸塊。南海的擴張起始於白堊紀末—古新世早期(63~70Ma),與印度陸塊與歐亞大陸碰撞密切相關,南海中部即中央海盆地區,具一般大洋地殼的三層結構(沉積層、大洋層2和大洋層3),北緯14°30′~15°30′之間近東西向分布的海山鏈即為殘留中心,直到上新世末—更新世初南海才與太平洋完全分開,形成現今的邊緣海性質。
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[33]張宗祜主編.1:2500000中華人民共和國及其毗鄰海區第四紀地質圖.中國地圖出版社,1990.
[34]胡藹琴,格雷姆·羅傑斯.新疆塔里木北緣首次發現30億年的岩石.科學通報,1992,37,7.
[35]陳哲夫,吳乃元等.中國新疆維吾爾自治區地質圖.地質出版社,1985.
[36]何春蓀.台灣地質概論.「經濟部中央地質調查所」出版,1986.
㈡ 中國地質構造背景的特殊性表現在那些方面
中國地質構造背景的特殊性
在中國,明顯的存在著兩個系統的地殼波浪:一是環太(平洋)構造帶和與之類平行的一系列外太構造帶以及夾在其間的那些波谷帶。一是地中(海)構造帶和與之類平行的一系列古地中構造帶以及夾在其間的那些波谷帶。二者的相互交織使中國有規律地呈現出斜方網狀構造格局。在大的斜方網格中,還有次一級、更次一級的斜方網格,把中國地殼次分、再次分為更小的以至顯微塊體。在中國的這種斜向構造網路之中,還可以看到疊加著一些遷就斜向構造而成的正向構造帶。這種以斜向交織的構造網路位置,有近東西及近南北的構造疊加其上的鑲嵌構造格局,不僅是近代地殼構造的特點,而且早在元古代就已具雛形。只是在一個地史時期以某一組斜向為主,到另一時期則以另一斜向為主。構造帶的具體部位也隨著地史發展不斷遷移,但總的格局無太大變化。
波浪狀鑲嵌構造說的實踐意義,在於它所強調的地殼運動的波浪性以及不同系統地殼波浪的交織。多年來,地質界普遍注意到了「等間距」問題,即:無論造山帶、沉積窪陷帶的展布,或是斷裂帶、岩漿岩帶、變質帶的分布,都具有似等間距性,從而與之密切相關的各類礦產的分布也具有似等間距性。波浪狀鑲嵌構造說用波浪運動的根本特性對「等間距」問題作出了合理的解釋。並利用不同級別的地殼波浪有著不同級別的似等間距這一特點,可以在已知若干礦點的基礎上推斷未知礦點和成礦有利部位,或在裸露礦床的基礎上推斷隱伏礦床,以減少普查和勘探工作的盲目性。不同系統地殼波浪的交織,使地殼的不同部位基本上顯示出三種不同的地質特徵,從而與之相應地發育著不同的礦產資源。兩個系統的波谷帶相交,形成較大的窪陷,即構造網眼中的地塊,多為含油氣盆地,其邊部多有煤田可供開采;波峰帶與波峰帶相交,形成較高隆起,即構造網的網結,多為構造較復雜的山塊,構造作用強烈,岩漿活動、變質作用發育,多內生及變質礦產;波峰帶與波谷帶相交,即構造網的網線部位,隆窪程度因具體情況而異,多形成以波峰方向為主導構造方向的交織,決定著油田的具體位置;復雜山塊和構造帶內次一級活動帶的交叉網點,是內生金屬礦生成的有利部位;構造帶邊部及內部窪陷地帶,對成煤和沉積成因金屬礦都較有利。波浪狀鑲嵌構造也同地震有關。中國歷史強震震中基本在兩組斜向構造帶內或沿其邊部周期地、交互地作跳動式遷移。在一段時期內,地震以沿北東向活動為主;到另一時期,則以北西向活動為主。構造交叉部位,一般是地震活躍部位,但也有某些交叉部位,表現出特長的地震活動周期,這都屬於地殼波浪的干涉現象。
㈢ 中國東部和西部的地質構造差異
中國的東部西部分界線為黑河-騰沖線,黑河騰沖之間連線以東的地方,在回中國區域地理上稱答為東部,以西的地方稱為西部。
東部大致包括地域上的東北地區、華北地區、中南地區和華東地區。
西部大致包括地域上的西北地區和西南地區。
中國地形比較復雜。地勢西高東低,成三級階梯:
西南部是「世界屋脊」,全球平均海拔最高的高原青藏高原,地勢最高,為第一階梯;
以昆侖山脈、祁連山脈、橫斷山脈為界,向東向北下降為一系列高原和盆地,為第二階梯;
在大興安嶺、太行山、巫山、武陵山、雪峰山一線以東多為平原,為第三
中國山區廣闊,山地、高原和丘陵約佔全國土地總面積的三分之二。 長江為中國第一大河,其他主要河流有黃河、珠江、黑龍江、淮河等。
㈣ 地質構造的若干特點
本區從全球構造與中國區域地質構造的宏觀角度,曾有多種論述與命名。為進一步闡述本區構造面貌,重點討論地殼演化的幾個特點。
一、地殼淺層的地質結構多元配置的獨特性
1)各構造層(包括某些岩石地層單位),主要是海峽西部地區,出露或保存於地表者延展范圍小,連續性差,因此,在許多地區是原本處於地下不同深度、不同壓力、不同溫度環境下的出露面積不大的一個個構造層,幾乎處於一個地表層面。如推斷其變形變質時形成於地下10km處溫度達500~600℃的古元古界武夷構造層,常常同在地殼淺表地區形成的加里東、海西、印支、燕山、喜馬拉雅構造層共處,彼此之間形成的構造環境反差很大,這主要反映了後續形成的構造層受其地層形成過程中斷裂(裂谷、裂陷、斷陷)控制,亦表明後期的斷裂引發的差異性升降仍在影響著之前的構造層的保存程度。永梅坳陷在武夷運動之後與震旦紀之前曾大幅度隆升剝蝕,閩西北地區中元古代之後曾相對穩定而小幅度隆升或小幅度下降;寧化新村、武平桃溪、永定稔田、興寧城關、安溪劍斗、德化上涌、尤溪坂面及梅仙、永泰長慶、屏南泮地等地的所謂天窗,便是由幾種不同類型且後期活動特點有別的塊斷運動所致。這批古老塊斷中所固有含礦層系(組)及周圍深切的斷裂,成為現代技術條件可勘查評價的礦層系(組)與燕山期疊加成礦的有利因素。
2)岩漿成因的不同物源與源區及受構造控制的新老岩體許多已出露於地表,它們對大多數構造層進行三維的強烈改造,使地表與地下一定深度區間地質體(包括構造層)受到多重穿切。線狀展布的四條北東向侵入岩帶疊加北西向兩條及北東東向(兩條)侵入岩帶,連同閩西南的核(小陶岩體)弧(胡坊-圍埔-宣和岩體)狀(又稱耳狀)平面空間組合形態的岩體,既顯示大(巨)型線性(主要是斷裂)隱性構造變形帶,更標明了中元古代、志留紀、中晚三疊世、早侏羅世、晚侏羅世、白堊紀上地幔與幔-中下地殼源硅酸鹽熔融體上侵和氣液以及熱能外釋(逸)的平面上通道展布。在上述多源與多元岩體帶或結點上,具備成礦條件的淺剝蝕的岩體或單元隱伏的岩體(單元)內及圍岩中,依成礦元素遷移能量高(鈦)、中(鎢、錫)、低(金、銀、銅)常常構成礦化。本區寧化至將樂、龍岩至漳平、德化至永泰等構造岩漿帶上,仍有地球物理與地球化學所顯示的隱伏岩體及地球化學異常,值得注意。
二、斷裂是最主要和最普遍的構造形式
發育於層狀地質體的褶皺與斷裂兩大構造類型中,特別是在結晶基底地層上覆的層狀岩層內,褶皺盡管比較常見,然斷裂是最主要最普遍的構造形式。保存較完整的海西、印支期的明溪-連城-梅州、大田-龍岩復式背向斜帶,據永梅舌狀陸表海的古地理格局中存在賴源(連城)-雙髻山(上杭)隆起(包括短期的水下隆)帶的事實,以致在拉張背景下於坳槽狀裂陷內沉積物堆積較厚,在一個個互不相連的北東向(連城田心、上杭湖洋、永定澄邦、梅州玉水、大田龍鳳場-上蔡、大田雄峰-華溫、德化陽山-劍斗、龍岩馬坑、龍岩後田、華安草坂等)及北東東向(漳平)洛陽的石炭紀與早三疊世同生沉積的張性斷裂(裂陷)中,形成沿斷裂噴發的火山岩與海底火山熱液,其結果是斷裂、沉積、岩漿熱液、成礦作用的「四位一體」。這種現象在台灣的大南澳期亦同。中元古代「井」字形裂谷中也有類似海西、印支期「四位一體」的情況。
在燕山期的象牙、南園、石帽山三個亞期內,無論是拉張或擠壓環境下幾乎均是以區域性幾條大斷裂,主導著多種地質作用,主要表現為區域性斷裂、岩漿噴發(沉積)、火山斷陷、成礦、區域性斷裂復活、岩漿侵入、局部斷裂、成礦;每個亞期均具備「四位一體」的地質演化特點,喜馬拉雅時期在台東縱谷之東的海岸山脈與金瓜石地區,也具備類似燕山期的地質演化特點。
三、束狀兼格狀的區域性大斷裂制約區內重大地質作用與成礦作用
中元古代形成的江山-紹興、政和-安溪以及可能初始形成於此期的溫州-汕頭大斷裂,交匯於寧波地區,構成區內早期斷裂格局與束狀斷裂。印支運動(有的可能更早)、燕山運動(含三個幕)繼承與新生的北東向(崇安-石城、光澤-武平、政和-大埔、壽寧-華安、福安-南靖、溫州-汕頭、大陳-烏丘(可能尚有屈尺-潮州)和北東東向光澤-九牧、寧化-南平、霞浦-古田、福州-漳平(永定)、雲霄-豐順、叉竹-嘉義)及北西向(寧德-浦城、晉江-永安、上杭-雲霄及汕頭-興寧)斷裂,多數是多次活動並控制著沉積作用、岩漿作用、成礦作用的,它們以脆性斷裂為主,韌性、脆-韌性斷裂次之,斷裂帶寬度較大。上述斷裂往往是構造岩漿岩帶,燕山期岩漿作用主要受其控制。在大斷裂帶格子空間內,常有密集節理-斷裂棋盤格狀構造。
在永梅坳陷帶的北東端的南平,是本區內另一個值得注意的束狀斷裂聚斂處,南平-寧化與政和-大埔斷裂匯聚於南平,其他一些斷裂與褶皺亦然,侵入岩體的弧形也凸向該處,顯示右旋的區域應力向南平方向聚積,因此,清流、將樂、順昌、南平、大田一帶的多種地質作用與成礦作用以及深部地質作用有別於其他地區,同樣,束狀斷裂之西南地區的永梅坳陷的地質構造有別於其他地區,此種構造格局值得進一步研究。
四、重要的區域性大斷裂具有清晰的多元素地球化學異常帶
本區的政和-大埔大斷裂帶,同本區北部江山-紹興大斷裂帶均具有相同的鉻、鎳、鈷、銅等親氧、硫元素帶狀地球化學異常,自麗水-鎮前(政和)-古田、尤溪-華安-大埔,形成一條西部邊界清楚、東部邊界較模糊的寬30~50km的負異常帶,在區域地球化學上相當醒目,它是南園亞期噴發、次火山、侵入岩的線性通道與定位區間的地球化學標志。上述負異常帶之西的光澤-河源與籌嶺(建甌)-興寧形成兩條鉀、鋯、鑭、釩正異常與銅、鈷、鎳、鉻、釩負異常相套合的基本連續的地球化學異常帶,它是控制區域性重熔成因岩體展布的隱蔽性大型斷裂帶。
北西向的上杭-雲霄斷裂帶上,則有鉻、鎳、鈷、釩、銅負異常帶與鉀、鈉、鍶、鋇、鋁正異常帶,該帶的空間位置在東南端為饒平,總體上反映出沿上杭-雲霄斷裂帶侵入形成一岩體帶的特徵。
五、多重構造因素中垂直向上運動極具重要性,受綜合性多重構造因素制約的不同物質形態垂直運動極端重要
本區內自古元古代始,在廣大地區歷經中元古代、新元古代、震旦紀、志留紀、石炭紀、三疊紀、早侏羅世、晚侏羅世、白堊紀、晚第三紀等11個地質時期內的軟流圈、上地幔的斷裂熔融,中下地殼重熔,上地殼混合岩化,上地殼裂陷及上地殼深切斷等深部與淺層的區域構造、岩漿作用,它們每一次都斷續地將不同形態的上地幔物質(如硅酸鹽熔漿與礦漿、氣液流體、熱能)以多種形式(噴發、侵入、地幔岩柱等),自下而上垂直運動於地殼中不同空間內定位或散逸於大氣層中。
同樣,中上地殼中古老地殼受切割上地幔與地殼的斷裂及引起重熔幔源為主的熱能、化學能的影響,斷續地以不同的物質形態(硅酸鹽熔融體、礦質岩漿、氣液流體等),使地殼的衍生物及地幔初始物質通過中下地殼內的折侵(底墊)、岩漿噴發、侵入、准原地混合岩化等形式而自下而上地定位於地殼中不同的三維空間,並有一部分散逸於大氣層內。現今本區地表出露的線頭狀、槽狀、斑團點狀、鏈狀、帶狀等不同展布態勢的岩漿岩(包括行洛坑式礦質岩漿形成的斑岩礦)、上杭和平潭含自然金岩漿岩、水熱蝕變岩(溪口組中所謂角岩)、內生礦體、湖洋(玉水銅礦層硫鐵礦層)脈岩、混合花崗岩等等,都受綜合性地質構造因素(上地幔B′、B″層隆升彎褶、斷裂時地殼過熱高導層失去平衡、放射性元素蛻變、殼幔中氣液等物質逸出、殼幔斷裂的機械能等)影響由深部垂向運動到淺部乃至地表。這種垂直向上的物質運動及其所衍生的各種物質建造記錄,是本區地質構造與岩石圈中最突出的特點。第四紀以來斷裂深循環熱液及礦化,便是認識此種地質與構造現象的典型實例。
㈤ 中國西部的地質構造
中國 西部地區由於受印度板塊與歐亞板塊南北方向:向擠壓作用的影響,區域構造版線呈近東內向權或北西西向,山系與低地相間、多發育擠壓性質的大型坳陷沉積盆地,如其北部(昆侖山以北,亦稱西北地區)的准噶爾盆地、塔里木盆地、柴達木盆地、吐魯番盆地和河西走廊一帶(包括酒泉盆地,亦稱走廊盆地),合稱四盆一走廊。另外還有走廊以北的阿拉善三角形地區(包括潮水、銀根、巴音浩特、巴丹吉林等盆地)。南部包括西藏全部,並涉及青海省南緣和雲南省西南緣(滇西)。這些沉積盆地多屬山前或山間的大型坳陷盆地,形成時間旱,經歷過分異、疊加等長期演化。此外,尚有少數山間斷陷小盆地,由於這些盆地四周山地上升快、地勢高,風化剝蝕快,產生大量粗碎屑風化產物,盆地沉降快但充填也快,常處於補償或過補償狀態。另外,許多盆地形成時期節,沉積時間長,故沉積厚度大,粗碎屑物質多,河流相和洪積相很發育,湖泊面積也大,但變化快、湖水較淺,深湖區的比例小。另一特點是西部地區的地殼厚度大,一般40~50公里,最厚處達70公里,地溫悌度低,2~2.60/100甚至更低
㈥ 我國西南地區的地形地貌以及氣候特徵與茶的生長有什麼關系
大理一騰沖以南,哀牢山脈以西的廣大地區.北回歸線縱貫測區中部,為南亞熱帶季風季雨林常綠闊葉林和熱帶季風季雨林雨林氣候,年平均氣盈7—2.2℃,≥0℃活動積盈6000--8000℃,年平均相對濕度7一80,年降水量1000--2112毫米,大部分地區以磚紅壤,紅壤,黃壤和紫色土為主體,最適宜茶樹生長.
.中國是茶的原產地,滇西南則是茶樹的故鄉,著名的鳳慶大葉種,勐誨大葉種和勐庫大葉種及其群體是滇茶和我國茶葉生產的最要資源之一.數十件樣品經中國茶科所分析,其平均含量氨基酸總量為3.0.咖啡鹼4.2'4,茶多酚34.9,兒茶素總量20-73,水浸出物船.08.用以制工夫紅茶,芽毫金黃顯露,條索肥碩重實,香氣高銳持久,滋味濃強鮮醇,制綠茶,白毫顯露,滋味醇厚,鮮爽,是制紅茶和普洱茶的優質原料.植茶地質背景的研究任務,
重點在於,一方面研究茶葉品質與茶葉無機成分'土壤化學成分,母岩化學成分和礦物組分的垂直變遷,以及相互間的內在聯系;另一方面,研究茶葉品質與地質體(母岩岩石組合體)的區域分布特點,以達其尋求優化植茶布局,合理施肥,提高茶葉品質產量為目的.在特定自然區域內,
不同岩石,由於礦物成分的組合形式不同,導致衍生土壤和茶葉礦質元素含量的差異.進而影響到茶葉品質的變化是主體與客體相互作用的結果.在實際工作中,我們發現茶葉化學成分中的荼多酚,兒茶素,水浸出物含量的變化與地質體,土壤,茶葉無機元素具有比較明顯的內在聯系,可構成識別地質背景條件優劣的標志.反過來說,識別了特定地質環境,也就把握了對茶葉生產的主動性.據此,用茶葉主要生化成分(氨基酸,咖啡鹼,茶多酚,兒茶素和水爰出物——統稱茶葉品質要素).2'7種茶葉,不同層次土壤,母岩化學元素,母岩礦物成分,以其自然因子等因素對全區進行了三維空間的系統電算處理,根據不同地質構造單元和岩石組合分布規律,以及岩石衍生土壤對茶樹栽培的適種性,將該區劃分為5個不同岩石類型植茶區和4個適種性母岩類型.由西向東植茶區為,
1,騰沖一瑞麗變質岩花崗岩植茶區,,保山一鎮康古生代地層植茶區,3,昌寧一瀾滄變質岩植荼區,4,臨滄一勐海花崗岩植茶區;5,景東一思茅中生代紅色地層植茶區.如以茶多酚,酚/氨而論,其規律是:區4區一3區&;2區&;5區,故紅茶品質有花崗岩,變質岩憂於古生代,優於中生代地質的等級分.不同母岩及其衍生土壤對茶樹生長的適種性為1,最適宜的岩類為變質岩,混合岩,花崗一'似,1991年第一2期雲南地質科技情報21岩;2,適宜的為砂質粉砂岩,粘土質粉砂岩,粉砂岩;3,次適宜的為砂岩,粘土岩:4,不適宜的有石灰岩,富鈣碎屑岩以及中基性火山熔岩風化殼上的幼齡土.綜上所述,滇西南地區茶樹生長發育好壞和茶葉品質的優劣,在共同的自然因子作用下,與母岩岩石類型衍生土壤和岩石組合分區的關系最為密切,劃分和區別這些地質背景標志,就為有關部門布署,決策茶塒種植提供了地質學的區劃依據.
高山往往出名茶,這與名山和高山的地理環境有關。高山雲霧繚繞,這對茶樹的生長極為有利,能促使茶葉中的氨基酸、多酚類等物質合成速度加快。有些名山雖然海拔不高,但小氣候條件較好,也能起到同樣的效果。製得的茶葉香氣濃,滋味鮮爽。
㈦ 地質構造單元劃分及地質特徵
一、概述
不同學派對本區構造單元認識不同,概括起來,主要有:
李四光(1925~1955)根據當時所獲的有限的地質資料,從地質力學觀點出發,將祁連山劃作為祁呂賀山字形構造體系的西翼部分,其中蘭州、白銀及武威一帶為該山字形馬蹄形盾地——阿寧盾地的一部分,阿拉善地區為阿寧盾地南側的弧形構造帶。甘肅地質礦產局(1989)將上述思想進一步具體化,指出祁連山可進一步劃分為:前弧西翼褶皺帶、西翼反射弧,認為祁連山及龍首山存在多種構造體系,主要有古河西系,祁呂賀山字形西翼,青藏歹字形(主要分布於祁連山及其南側),隴西系及阿拉善弧形構造,此外還存在緯向、經向構造,這種不同形式的構造存在聯合、復合關系。
在「槽-台」學說指導下,早在1945年黃汲清在《中國主要地質構造單位》一書中,扼要地論述了阿拉善(龍首山)及祁連山的范圍和地質構造特徵,認為前者屬中朝地台的一部分,是聯系塔里木地台和華北地台的紐帶,後者為典型的優地槽。時隔10年之後,他又將祁連山自南而北劃分為:南山(指祁連山,下同)地槽沉積帶、南山地槽邊緣沉積帶、山前凹地沉積帶,並指出祁連山系中的中新生代盆地有尋找石油的希望;又過10年,他再一次將本區劃分為:阿拉善台隆走廊過渡帶、北祁連山褶皺帶、祁連中間隆起帶、南祁連褶皺帶、祁連南緣過渡帶。認為北祁連的主褶期是加里東而不是華力西期,同年又指出北祁連山為優地槽褶皺帶,南祁連為冒地槽褶皺帶,並認為它們均具有多旋迴構造發展特徵。20世紀70年代末,黃汲清等融合板塊構造的新觀點,將本區重新劃分為:阿拉善台隆(屬中朝准地台的一部分)、走廊過渡帶、祁連山山前坳陷、北祁連優地槽褶皺帶、祁連中間隆起帶、南祁連褶皺帶,這是基於多旋迴槽台構造學說對祁連山構造格局和構造演化全面而系統的論述。由於汲取了板塊構造學說,他們的上述劃分及論述當時起到了立典和示範作用,至今仍有較大的參考價值。
利用槽台學說,用歷史發展演化的觀點,根據本區的建造特點,塗光熾1960年也將本區劃分為:阿拉善隆起帶、走廊坳陷帶、北祁連加里東褶皺帶、中祁連山前寒武紀褶皺帶、南祁連山早古生代—中生代(或早古生代—三疊紀)坳陷帶、南祁連山加里東褶皺帶、南祁連印支褶皺帶(或海西褶皺帶)、柴達木北緣隆起帶(或柴達木北緣前寒武紀褶皺帶)。
持斷塊學說的學者如趙生貴(1996)將本區劃分為:阿拉善地塊、龍首山斷隆、河西走廊盆地、永昌中寧陸緣斷陷帶、北祁連裂谷、中祁連斷隆、南祁連斷陷、柴達木北緣斷隆。他的祁連區以內硅鋁造山(A型俯沖)作用為主的觀點,北祁連早古生代火山作用早期以中基性為主、晚期以中酸性為主的觀點,火山岩大多屬鈣鹼系列,僅局部發育細碧角斑岩系的認識,有一定的參考價值。
20世紀70年代初,尹贊勛、李春昱、傅承義率先將板塊構造學說引入中國,也是李春昱率先用板塊構造學說對本區大地構造和地質發展史進行了研究,將本區劃分為:阿拉善隆起帶、北祁連褶皺帶(含走廊帶)、中祁連隆起帶、南祁連褶皺帶,認為北祁連是一個早古生代洋盆,保留有完好的蛇綠岩、藍片岩及混雜堆積等洋殼殘片及洋殼俯沖活動的地質記錄。1982年他又從亞洲全局構造出發,認為祁連山實際上是中朝板塊和揚子板塊間的縫合帶。在他的啟發指導下,許多學者開始涉足本區。王荃(1976)撰文認為本區存在古海洋;肖序常(1978)對本區做了實質性的野外研究工作,提出本區存在多期蛇綠岩;吳漢泉(1980)對北祁連山的高壓變質帶進行了研究;張之孟(1980)首次提出祁連山存在溝弧盆體系,並提出走廊相當於弧後盆地;夏林圻等(1991)對本區火山岩進行了深入的研究,進一步論證了本區存在溝弧盆體系,且是向北俯沖;左國朝(1986、1987)認為北祁連屬「有限洋盆」;許志琴(1994)提出本區存在海溝向洋退卻島弧增生的動力學模型;張旗等(1997)對北祁連的蛇綠岩做了系統的研究,指出本區蛇綠岩存在多樣性;馮益民自20世紀70年代以來,也先後對祁連山做了研究,認為中祁連和柴達木同屬一個板塊,早古生代華北古陸西南緣存在裂谷-板塊構造兩種體制。造山帶分為俯沖造山、碰撞造山及陸內造山機制,為復合造山帶。湯中立、李文淵、黃承熊等(1995)對本區金昌—門源地學斷面進行了研究,他們認為龍首山斷裂早期屬低角度正斷層,將超大型、大型礦床的形成及成礦模式與構造背景聯系起來。
上述研究工作,是我們本次工作的基礎。
二、華北板塊西南緣的構造格架
我們從歷史演化的觀點出發,運用現實主義原則,以「活動論」、「系統論」為指導,以本區沉積建造、岩漿作用、構造作用、成礦作用等最基本的地質事實為基礎,系統、全面、多層次、多側面地探討區內各構造單元的范圍、性質、演化及與成礦系統的耦合關系,立足於前人眾多的研究成果,勾勒出本區加里東期構造圖案(圖1-1),從北而南各構造單元為:龍首山陸緣帶、河西走廊邊緣海盆、北祁連縫合帶、中祁連離散型島弧地體、南祁連弧後盆地、柴達木陸塊。現將它們的主要特徵概述如下:
圖1-1華北古大陸西南緣構造格架及成礦系統
(一)龍首山陸緣帶
北鄰潮水盆地,南以龍首山深大斷裂為界與河西走廊相接,西部止於金塔—鼎新斷裂與塔里木板塊毗連,向東尖滅於銀川以西,略呈近東西向弧形分布。該帶所見主要岩石單元為前長城紀龍首山岩群(AnChL)。由於該岩群時代較老,後期遭受多期次、多旋迴的變質變形等作用,變得支離破碎,層序不清,當屬非史密斯地層。下部為白家嘴子組,西部出現磁鐵石英岩和磁鐵角閃岩,稱之為東大山組。經原岩恢復(湯中立、李文淵,1995;王崇禮,1994),原岩建造相當於火山-沉積建造,白家嘴子組為碳酸鹽岩建造及基性火山岩建造,東大山組為碎屑岩含磁鐵石英岩及基性火山岩建造。考慮其中的基性火山岩(斜長角閃岩)呈層狀分布,代表本區最早的岩漿活動記錄,測得年齡為3056Ma(Sm-Nd法,平均,王崇禮,1994)應屬中太古代噴發,這一數據表明龍首山岩群具古陸核性質。另外,切穿該岩段混合岩又發生彎曲變形的變輝綠岩脈年齡為(2486±16)Ma~(2796±56)Ma,平均2600Ma(王崇禮,1994),這對上述太古宙年齡是一個佐證。龍首山岩群下部岩石的稀土配分型式也表明它屬太古宙產物,因新太古代岩石稀土配分曲線要右傾得多(見後文討論)。龍首山岩群上部主要為中酸性火山-碎屑岩建造,其年齡為(2147±74)Ma(Rb-Sr等時線法,西北地質勘查局,1993),相當於古元古代。該帶缺失長城紀沉積,薊縣紀為復陸屑次穩定型沉積(墩子溝群),缺失青白口紀沉積,震旦紀為冰水沉積及碳酸鹽-碎屑沉積(韓母山群),碳酸鹽-碎屑岩底部含磷。早古生代為隆起剝蝕區,晚古生代為碎屑岩-碳酸鹽岩(含煤)建造、磨拉石建造,中新生代為河湖相及山麓相碎屑岩(磨拉石)建造。本區還發育加里東期及華力西期花崗岩,這分別應是祁連洋及其次生洋向北俯沖及陸內A型俯沖造山的產物(此處所稱的方位,只是現代方位,並不代表地質歷史時期的方位,下同)。
在中—新太古代古陸邊緣活動帶中,形成了東大山鐵礦。中元古代早期本區在裂解條件下,形成金川含鎳銅超基性雜岩,湯中立(1995)所取得的(1508±31)Ma(Sm-Nd內部等時線法)年齡應是上述岩漿脫離地幔的時間。
(二)河西走廊邊緣海盆
河西走廊邊緣海盆現今十分狹窄,呈近東西條帶狀分布,若能考慮它形成和演化的歷史,就不難推知當時(加里東期)它曾是一個廣闊的陸緣海盆。該陸緣海盆的基底是華北古陸的南延部分。寒武紀靠陸一側(北)為淺海陸棚碎屑岩單元(大黃山組
(三)北祁連縫合帶
北祁連造山帶作為柴達木—中祁連板塊與華北板塊的縫合帶,當初一經李春昱提出,便得到了大家的贊同。但問題是,該縫合帶究竟是華北板塊與柴達木板塊開合的產物(特提斯型造山帶),還是柴達木—中祁連板塊抑或是前者從別處漂來,在加里東期二者邂逅碰撞的結果(科迪勒拉型造山帶)?北祁連小洋盆外側是否還有原生洋(祁連洋)?問題還不止此,作為縫合帶,北祁連造山帶本身也復雜多樣,東部西部有差別,南邊北邊不相同,西部還分布著許多微陸塊,那麼這些微陸塊又來自何方?其形成機制如何?各家意見也不一致。利用模式對比原則,我們初步認為:上述微陸塊連同中祁連微陸塊,均是因祁連洋向南俯沖致使其相繼從柴達木陸塊邊緣裂解出來的結果。其構造格局猶如太平洋西南部的多島構造景象。
簡捷地說,北祁連縫合帶內部構造單元雖然復雜多樣,但概括起來說,主要由以下單元組成:微陸塊、混雜岩帶、蛇綠岩、洋脊-洋島火山岩、島弧(包括陸緣弧和洋殼型島弧)火山岩及島弧型沉積(圖1-2)。微陸塊主要由前寒武紀地層組成,其上有加里東期島弧型花崗岩。前者具體岩性為灰色片麻岩、雲英片岩、大理岩(北大河岩群AnChB,野馬南山岩群AnChY)以及巨厚的蛇綠混雜堆積(熬油溝組Cha)、千枚岩、碎屑岩,局部夾碳酸鹽岩、變石英砂岩、鐵礦層(樺樹溝組Chh)。此外,還見到中元古代托來南山群(Ch-JxT)雜色碎屑岩及碳酸鹽岩建造,青白口紀龔岔群(QnG)碎屑岩-碳酸鹽岩建造。蛇綠混雜岩帶共有南北兩條,北帶主要沿肅南九個泉、白泉門呈NW-SE向分布,向西延至玉門昌馬寒山地區,南帶規模較大,主要分布於青海邊馬溝—清水溝—香子溝—郭米寺—祁連縣—景陽嶺南,南北寬約20~25km,斷續延長近500km,呈NW-SE向展布。清水溝見有榴輝岩,與之共生的藍片岩年齡為440~460Ma(藍閃石、多硅白雲母、39Ar/40Ar法),北帶九個泉藍片岩藍閃石39Ar/40Ar年齡為447Ma(吳漢泉,未刊資料)。北帶稱之低級藍片岩帶,南帶稱之為高級藍片岩帶。蛇綠混雜岩帶主要由陸緣弧(南帶)、洋殼型島弧(北帶)、復理石增生楔、高級(南帶)及低級(北帶)藍片岩、蛇綠岩塊等組成。縫合帶中的蛇綠岩塊共有3條,自南而北依次為:玉石溝—川剌溝—小八寶蛇綠岩帶;大岔大坂蛇綠岩(帶);九個泉—白泉門蛇綠岩帶;以上3條蛇綠岩帶時代為加里東期,而分布於微陸塊中的蛇綠岩時代為中元古代。加里東期蛇綠岩大多具洋脊或洋島型玄武岩特徵,有的還和玻安岩共生,如大岔大坂蛇綠岩(張旗,1997),推測蛇綠岩形成於洋島及弧間盆地。考慮到北祁連造山帶中深海沉積物如硅質岩比較豐富,火山作用比較強烈,蛇綠岩和藍片岩構造超覆於增生的深海沉積物和火山弧之上這些客觀事實,其蛇綠岩應屬科迪勒拉型。陸緣弧火山岩及沉積早期(新元古代—中寒武世)相當於黑剌溝組,陸緣弧型(島弧裂谷型)火山岩,主要分布於白銀、清水溝、白柳溝、黑石溝、小黑剌溝、面鹼溝等地,由於它是在華北古大陸基底之上的軟弱帶上發展起來的,開始形成大陸鹼性玄武岩系,隨著陸緣弧基底分割程度的加深,進一步形成熔融程度高的飽和性拉斑玄武岩漿,噴溢形成本區海相基性火山岩的主體,而在白銀等地因地殼較厚,基性岩漿上升速度較慢,引起下地殼發生深熔作用,產生富硅質岩漿,這種富硅質岩漿首先上升形成酸性火山岩系,爾後是偏下部的基性岩漿上升形成層位偏上的基性岩漿,二者構成雙峰式組合。這些酸性火山岩是白銀廠銅及多金屬塊狀硫化物礦床的直接圍岩。
圖1-2華北板塊與柴達木—中祁連板塊縫合帶內部結構示意圖(據張旗,1997,修改)
1—前寒武系;2—藍片岩帶;3—蛇綠岩;4—阿拉斯加型岩體;5—橄欖岩-閃長岩岩體;6—熬油溝蛇綠岩;7—陸緣弧;8—洋殼型島弧。數字,①~⑨為蛇綠岩:①—九個泉;②—大岔大板;③—邊馬溝;④—玉石溝;⑤—冰溝;⑥—小八寶;⑦—百經寺;⑧—老虎山;⑨—榆樹溝山。A~G為阿拉斯加型岩體:A—撒拉河岩體;B—油葫蘆大山;C—扎麻什溝;D—冰溝南;E—水洞峽;F—柏木峽;G—大灘;H—老虎山橄欖岩-閃長岩型岩體
早期陸緣弧型沉積表現為火山碎屑物占優勢,另外可見島弧斜坡相重力流及滑塌沉積、島弧型復理石,未見裂谷早期所具有的河湖相沉積。中晚期洋殼型島弧火山岩及島弧型沉積相當於部分陰溝群(OY)、中堡群(OZ),東起白銀北,向西經永登縣石灰溝及民樂縣西道流,止於阿爾金斷裂,西部大致沿走廊南山分布。島弧型火山岩主要為拉斑玄武岩,鈣鹼性玄武岩、安山岩(陰溝群分子)以及島弧鹼性橄欖玄粗岩、粗面玄武岩、白榴方沸岩和白榴粗面斑岩(中堡群分子)。表明中奧陶世島弧已臻於成熟。島弧型沉積主要為火山碎屑岩、沉積岩及藻灰岩建造。
(四)中祁連離散型島弧地體
中祁連離散型島弧地體呈北西-南東向條帶狀展布於研究區中部,東起蘭州東部,向西經青海民和、樂都、西寧、湟源、疏勒山,也止於阿爾金斷裂,北以中祁連北緣斷裂為界,南以中祁連南緣斷裂與南祁連弧後盆地相鄰。寬70~80km,長約1000km。主要以古老基底之上廣泛發育有晉寧及加里東期中酸性岩漿岩為特點,後者與銅、鎢、鉬、鉛、鋅礦產有關。
(五)南祁連弧後盆地
中祁連島弧與柴達木板塊在加里東中、晚期正式分離之後,形成南祁連弧後盆地,其上主要為志留紀火山-正常沉積,西部有大量的中基性火山噴發,東部見寒武(奧陶)紀蛇綠岩。
(六)柴達木陸塊
僅見達肯大坂岩群零星分布。
㈧ 我國山區地質構造的基本特徵
1.3.1我國主要構造體系
按照地質力學觀點,在我國境內,具有一定規模的構造體系主要有下列幾種類型
1.3.1.1巨型緯向構造體系
主要有3條東西向的復雜構造帶橫亘全國,每一構造帶自成一個構造體系。①陰山—天山構造帶:大致位於北緯40°~43°之間;②秦嶺—昆侖構造帶:大致位於北緯33°~36°之間;③南嶺構造帶:大致在北緯23°30′~26°之間。上述三條東西復雜構造帶的主體,一般是由古老變質岩系和一部分古生代及中生代地層的緊密褶皺和擠壓性斷裂等構成,伴生有張性及扭性斷裂,並有花崗岩體及超基性岩帶等摻雜其中。這類構造體系具有悠久的發育歷史,反復經過多次強烈的構造運動,最晚的一次,大約在侏羅紀以後。此外,出現在海南島及附近海域、大興安嶺北段的東西構造帶,可能分別屬於另外兩個巨型緯向構造帶的一部分。其他散布各地、規模較小的一些東西構造帶,一般稱為區域性東西構造帶。
1.3.1.2經向構造體系
走向南北的構造中,自成體系的,屬於經向構造體系。在國內,經向構造體系的構造帶多為擠壓帶,主要由褶皺和擠壓性斷裂構成,主要發育在四川、雲南、貴州、湖南等地區,山西西部及太行山東麓等地也有散布。這些構造帶從燕山運動以來均斷斷續續發生過褶皺和隆起,有的歷史悠久,有的追溯到古生代甚至更早。
1.3.1.3各種扭動構造體系
可以分為多字形、山字形及歹字形等各種構造型式。
(1)新華夏構造體系:是發育在中國東部及東亞大陸瀕太平洋地區的一個巨型多字型構造體系。它幅員遼闊,主體部分由燕山運動以來形成的、總體走向北北東的隆起褶帶和沉降褶帶組成。在地形上表現為三條分別由山脈、丘陵、島嶼構成的隆起,和相輔而行的、三條由高原—盆地、平原、大陸邊緣海構成的凹陷。在這個范圍內,走向大體與新華夏構造帶方向一致的、與隆起和沉降褶帶發生在同一構造運動時期的褶皺,以及與褶皺有密切聯系的各種斷裂,一般均屬於新華夏構造體系。新華夏系大約在新近紀末期發展到成熟的階段,局部地區至今仍有活動。
(2)華夏構造體系和華夏式構造體系:中國東部廣大地區在古生代時期形成的走向北東的褶皺帶和擠壓性斷裂帶群,屬於華夏構造體系。它是一個古老的巨型多字型構造體系,完成於古生代末。由於新地層的掩蓋及新的巨型構造體系的干擾與破壞,它看起來不像新華夏系那樣發育,但蹤跡確是很明顯的。此外,在我國東部地區的白堊系或第三系岩層中有類似華夏系的構造帶出現,但形成時期晚,不同於華夏系,稱為華夏式構造體系。
(3)山字形構造體系:中國具有一定規模的山字形構造體系有:祁呂賀山字形、淮陽山字形、雲南山字形、廣西山字形、粵北山字形及山東山字形(?)等。這類構造體系的共同點:在北半球主要由向南(偶有向西)凸出的弧形褶帶和它後面大致走向南北的擠壓構造帶,以及二者之間相對穩定的地塊等組成。弧形褶帶的兩翼常分別形成南北凸出的反射弧。反射弧後面也常出現走向南北的擠壓帶。
(4)歹字形構造體系:在中國西南地區分布著兩個巨型歹字形構造體系:①青藏歹字形構造體系以川滇地區一群強大的弧形構造帶為主體,向北展布到昆侖山以北,向南伸入緬甸、寮國、越南,並延伸到泰國、馬來西亞、印度尼西亞等。②帕米爾—喜馬拉雅歹字形構造體系以喀喇昆侖山、喜馬拉雅山等從帕米爾地區跨中國邊界向東南伸展的諸山脈為主體。這兩個歹字形均有較長的發育歷史,但在新生代才形成劇烈褶皺,構造運動達到高峰。
(5)其他扭動構造型式:包括各種形式的旋構造及尚待進一步研究其歸屬的構造帶等。
1.3.2我國山區地殼穩定性
地殼穩定性對山區地質災害的形成和油氣管道安全運營有很大的影響,決定地殼穩定性的主要有地震、活動性斷裂、第四紀岩漿活動、地殼垂直形變、現今構造應力場特徵等。
1.3.2.1活動性斷裂
岩土工程勘察規范規定[2]:①全新活動斷裂為在全新地質時期(1萬年)內有過地震活動或近期正在活動,在今後100年可能繼續活動的斷裂;全新活動斷裂中、近期(近500年來)發生過地震震級M≥5級的斷裂,在今後100年內,可能發生M≥5級的斷裂,可定為發震斷裂;②非全新活動斷裂:1萬年以前活動過,1萬年以來沒有發生過活動的斷裂,可定為發震斷裂。
全新活動斷裂可按表1-3分級。
表1-3 全新活動斷裂分級
第四紀以來,特別是現今有活動特徵表現的斷裂,謂之活動性斷裂。
我國各地的活動性斷裂在規模、活動方式、活動歷史和活動強度等方面具有一定的差異性。綜合分析活動性斷裂的特點,按地域可劃分為華北地區、東北地區、華南地區、西南地區和西北地區以及台灣地區。各地區活動性斷裂主要特點如下:
1)華北地區活動性斷裂主要特點
在現今構造應力場的作用下(現今構造應力場的主壓應力方向為北東東向與南西西向),活動性斷裂主要走向為北東方向和北西方向。主要活動性斷裂有:郯城—廬江斷裂帶、太行山前斷裂帶、滄東斷裂帶和汾渭斷陷帶。
華北地區的活動性斷裂大多數是中新生代以來的繼承性斷裂,特別是走向北北東和北東方向的活動性斷裂,規模較大,垂直差異性活動較強烈,其中有一部分斷裂對華北平原邊緣和內部結構起控制性作用。在華北地區的活動性斷裂帶中有我國東部規模最大的活動性斷裂帶和斷陷帶,如郯城—廬江活動性斷裂帶和汾渭斷陷帶。據對強震的分析結果,華北地區的主要活動性斷裂帶亦是強地震帶,地震活動周期性比較明顯,強度大,但頻度不很高,現今處於地震的活躍時期。
2)東北地區活動性斷裂主要特點
東北地區的北東—北北東方向主要斷裂具有繼承性活動特點,但活動性在逐漸減弱,表現於現今僅在主要活動性斷裂的特殊構造部位和主要盆地中有少數地震發生,地震頻度和強度都較低。北西向活動性斷裂規模比北東—北北東向活動性斷裂小,生成時代較新,但活動性強,表現在與其他走向的斷裂交匯部位一般都是現今地質構造活動性強的地區。東北地區主要活動性斷裂有:伊通—依蘭斷裂帶、敦化—密山斷裂帶和嫩江斷裂帶。
3)華南地區活動性斷裂主要特點
華南地區的現今構造應力場與中生代的構造應力場相同,即主應力方向為北西西向南東東向,因而華南地區的主要活動性斷裂具有繼承性的特點。華南地區主要活動性斷裂有:長樂—詔安斷裂帶、邵武—河源斷裂帶和王五—文教斷裂帶。
華南地區的活動性斷裂分區性比較明顯,具有較大規模的活動性斷裂大多數集中分布在東南沿海一帶,並且越靠近大陸邊緣,斷裂的活動性越強,表現在對第四紀斷陷盆地的控制、強震的發生以及新近紀—第四紀玄武岩噴發等方面。在大陸內部也有少數活動性較強的活動性斷裂,它們大多數分布在江漢—洞庭地區,但規模都小於沿海地區的主要活動性斷裂。華南地區的北西向和東西向斷裂亦具有一定的活動性,與北東—北北東方向斷裂的交匯部位,常常是現今地殼穩定性較差的地區。
4)西南地區活動性斷裂主要特點
西南地區是我國西部受喜馬拉雅構造運動影響最強烈的地區。因此,區內不但存在喜馬拉雅構造運動期形成的大型活動性斷裂,如喜馬拉雅山南緣活動性斷裂,而且亦具有繼承性活動特點,現今仍有強烈活動表現的較老的斷裂帶,如展布於川西—滇中一帶的南北向斷裂帶。西南地區的主要活動性斷裂有:雅魯藏布江斷裂帶、昆侖—秦嶺斷裂帶、青藏川滇斷裂帶和賀蘭、川滇南北向斷裂帶。
西南地區的活動性斷裂帶走向多呈近東西—北西—北北西弧形和南北向,分布於青藏、川西、雲南的山前地帶和山間盆地旁側並沿一些江河展布。地質構造活動強烈,特別是活動性斷裂的強烈活動,造成了西南地區顯著的構造地貌形態,高山深谷較普遍;第四紀斷層形跡和地震斷層規模較大,清晰可見;地震活動強烈,歷史破壞性地震在單位面積上所釋放的能量在我國居第二位;與活動性斷裂密切相關的第四紀岩漿活動在青藏南部和滇西均有發現。
5)西北地區活動性斷裂主要特點
西北地區是我國活動性斷裂非常發育,且活動性強烈的地區之一,該區主要活動性斷裂有:阿爾金斷裂帶、天山北緣斷裂帶、可可托海—二台斷裂帶、天山南緣斷裂帶和祁連山北緣斷裂帶。
西北地區活動性斷裂多分布於主要山脈和山前地帶和准噶爾、塔里木等大型盆地周邊以及一些山間盆地中。活動性斷裂主要走向為近東西向和北西向,少數為北東走向,性質以壓扭性為主。十分發育的地質構造和活動性斷裂的強烈活動造成了西北地區顯著的構造地貌形態,高山峻嶺、深切溝谷較普遍,山嶺與盆地相間,高程懸殊。活動性斷裂的強烈活動使西北地區成為我國強震區之一,地震的強度和頻度僅次於台灣和西南地區。我國最新的火山活動區亦位於西北地區的活動性斷裂帶之中。
6)台灣地區活動性斷裂主要特點
台灣地處現今世界構造活動最強烈的環太平洋構造帶之中。該區的新構造運動在我國最為強烈,表現於以下四方面:活動性斷裂十分發育,規模大,多為北東—北北東走向,活動性有由西向東相對加強的特點;構造地震頻頻發生,地震的數量和單位面積中地震所釋放的能量居我國首位;構造地貌形態顯著,垂直差異極其明顯,特點是該區中央山脈以東地帶;台灣島東西兩側海底有近代火山活動。台灣地區主要活動性斷裂有:台東斷裂帶和台西斷裂帶。
綜前所述,我國活動性斷裂規模西部相對大於東部,活動性一般亦是西部相對強於東部(台灣和華北地區的少數主要活動斷裂例外),華南和台灣地區活動斷裂的規模和活動性由北西向南東相對加強;我國西部多古生代以來的繼承性活動斷裂和新生代活動斷裂,東部多中新生代以來的繼承性活動斷裂;活動性斷裂在我國華南西部和大型斷塊盆地之中(如塔里木盆地、准噶爾盆地等)相對來說不甚發育或活動性不太強烈。
1.3.2.2強烈地震的活動特點
我國是一個多地震的國家。為突出破壞性地震,使人們在工程—經濟活動中更加重視其危害,了解其規律,從而加以設防,6級以上為強震。
地震按其成因可劃分為構造地震、火山地震、陷落地震和人為地震。我國的強震絕大多數屬於構造地震。我國強震的分布、強度和發震頻度都有一定規律性。簡要歸納如下:
1)強震的分布規律
我國強震的地理分布和震源深度分布都具有一定的規律性。
(1)強震的地理分布規律。
我國的強震在東北地區分布較少,華北地區分布較多,中南、東南分布較少、西北、西南分布較多,台灣省是我國強震分布最密集的地方。
在強震發生較多的地區,強震沿活動性斷裂呈帶狀分布。如我國中部的賀蘭山—六盤山—川滇南北向斷裂帶即是我國中部的強震活動帶,稱為南北地震帶。
(2)強震的震源深度分布規律。
我國大多數地區的強震屬淺源地震,震源深度5~80km;中源地震台灣(震源270km);新疆南部(西昆侖山)震源120~160km,青藏南部(震源達180km);深源地震東北震源約500km。
2)強震的發震頻度規律
根據歷史地震的統計,我國強震的發震頻度各地有較大的差別。一般來說,現今斷裂構造活動強烈地區強震發生頻度較高,周期較短,反之則頻度較低,周期較長。我國主要地震區強震活動期及頻度見表1-4。
3)強震活動的強度規律
強震活動的強度指強震發生的次數和釋放能量的多少。強震活動的強度統計見表1-5。
近年來隨著地震工作的研究深化,人們將地震活動具有共同特徵和相互聯系、地震地質條件密切相關的地區劃分成地震區、帶,為國民經濟建設和進一步研究地震服務。國家地震局有關單位將我國地震活動地區劃分為10個地震區,23個地震亞區和30個地震帶見表1-6。
表1-4 我國主要地震區強震活動分期及頻度表
表1-5 我國主要地區強震次數和釋放能量表
表1-6 我國地震區、帶劃分簡表
1.3.3第四紀岩漿活動特點
第四紀岩漿活動是地質構造活動的一個重要標志,是評價區域地殼穩定性的主要因素之一。我國的第四紀岩漿活動具有以下主要特點:
(1)第四紀岩漿活動與較大規模的活動性斷裂密切相關。我國的第四紀岩漿岩絕大多數分布在現今仍在活動著的並具有較大規模的斷裂帶之中或其旁側(圖1-1)。以第四紀岩漿岩分布最廣的黑龍江省和吉林省為例,岩漿岩主要分布在嫩江隱伏斷裂帶和敦化—密山斷裂帶等切割深達岩石圈或地殼的深大活動性斷裂帶影響范圍之內。
(2)第四紀岩漿岩絕大部分屬基性,超基性岩類。根據現有地質資料的統計,我國的第四紀岩漿岩絕大部分屬基性、超基性岩類,僅見分布於新疆於田和台灣的部分第四紀岩漿岩屬於中性岩類。
(3)第四紀岩漿岩的分布有一定規律性。這種規律性除前面已經提到的與深大活動性斷裂有關外,再者就是我國第四紀岩漿岩的分布東部多於西部;北方(特別是東北地區)多於南方;在南方,沿海地區多於內陸;山區(包括山前地帶)多於平原。
(4)第四紀岩漿岩分布地區往往也是地震活動較強地區。
圖1-1 我國第四紀岩漿岩分布示意圖[5]
1.3.4新構造運動期地殼垂直變形
經研究和觀測表明,我國新構造運動期地殼的水平形變大於垂直形變。因垂直形變較水平形變顯而易見,資料豐富,因此,一般只表示地殼垂直形變。
我國新構造運動期地殼垂直形變從類型上可以劃分為4個構造區(圖1-2)。Ⅰ區為斷裂構造區,區內以活動性斷裂造成的新構造運動形式為主,如斷裂隆起和斷陷等。Ⅱ區為拱形斷塊構造區,以拱形斷塊隆起和斷陷、拗陷等新構造運動形式為主。Ⅲ區為大幅度差異運動構造區,以大幅度差異性斷塊隆起和深斷陷等新構造運動形式為主。Ⅳ區為斷褶構造區,以斷褶構造區,以斷褶構造隆起和邊緣拗陷等新構造運動形式為主。圖1-2還綜合表示出各構造區新構造運動期地殼垂直形變幅度。
圖1-2 我國新構造運動期地殼垂直形變圖[5]
1.3.5現今構造應力場特徵
對我國現今構造應力場特徵的分析主要利用了地震震源機制解。
華北地區現今構造應力場主壓應力軸方向為北東—北東東向。在這種應力場的作用下,北西向斷裂呈壓性,規模雖相對較小,但活動性很強,與地震關系密切。北北東和北西向斷裂多呈扭性,分別為右旋和左旋扭動。
據推測東北地區可能與華北地區具有相同的現今構造應力場特徵。
華南和台灣地區,主壓應力軸方向為北西至北西西向。
新疆地區主壓應力與主要構造帶近於垂直。北天山為北東向,南天山為北北西向,興都、庫什地區為南北向,昆侖山西段為北東—北北東向。
青藏、川滇地區現今構造應力場較復雜,但也有一定的規律性。區內現今構造應力場可由4條構造帶劃分出4種應力作用方式:
喜馬拉雅弧形構造帶的地震震源機制解隨震源深度不同而有差別,但地殼以內的震源機制解顯示出主壓應力軸方向大致與弧形構造垂直,並隨弧形構造的彎曲而改變主壓應力方向。
西昆侖—唐古拉—川滇弧形構造帶的西段、中段優勢主壓應力方向為北東向,而川滇地區內優勢主壓應力方向為北西向。
東昆侖—川西弧形構造帶主壓應力方向大致為北東方向。但在包括龍門山構造帶在內的川西地區,主壓應力軸方向多為北西西向。
祁連山—六盤山構造帶,主壓應力優勢方向為北東向。
1.3.6我國區域地殼穩定性的一般規律
依據前述的我國地震、火山、活動性斷裂、新構造運動、現今構造應力場等規律和特點,我國區域地殼穩定性具有以下一般規律性:
1.3.6.1我國區域地殼穩定性具有明顯的區域性特點
區域地殼穩定性決定於多種地質作用,其中主要是地震活動、斷裂活動、泥石流和滑坡等對人類活動危害較大的地質作用。我國這些主要地質作用都具有明顯的地區性特點,從而決定了我國區域地殼穩定性具有明顯的區域性特點。我國西北和西南地區構造活動強烈,強震活動頻繁,地貌條件復雜,地震烈度普遍較高,除塔里木盆地和准噶爾盆地及個別地方外,該區是我國區域地殼穩定性相對最差的地區。台灣島處於環太平洋構造帶中,現今地震活動,斷裂差異性運動十分強烈,也是我國區域地殼穩定性最差的地區。華北和東南沿海一帶構造活動較強烈,平原內部某些地段和斷陷盆地地帶差異運動明顯,強震活動較強,地震烈度較高,該區是我國區域地殼穩定性較差的地區。東北和華南廣大內陸地區地震活動性較弱,因新生代以來差異運動逐漸減弱,故物理地質現象不甚發育(除極個別地方外),東北地區雖有近代火山活動,但分布局限,有特定區域,且與人類重要工程關系不甚密切,因此該區是我國區域地殼穩定性較好的地區。
1.3.6.2區域地殼穩定性與新構造運動期以來強烈的垂直差異運動相聯系
在構造運動中垂直差異運動比較明顯。我國新構造運動以來垂直差異運動主要反映在現代地形地貌和沉積物厚度及岩相變化上。強烈差異運動的結果可以形成地震、物理地質現象等多種破壞性地質現象和明顯的構造地貌特徵。我國垂直差異運動強烈地區也是區域地殼穩定性較差的地區。例如,台灣島構造地貌顯著,物理地質現象發育,地震活動強烈。這些均說明了台灣活動性斷裂,特別是台東斷裂帶垂直差異運動十分明顯,因此成為我國區域地殼穩定性最差的地區之一。又如,山西斷陷帶是我國區域地殼穩定性較差的地區,又是華北地區新生代垂直差異運動幅度最大地區,1556年華縣大地震和1038年忻縣7.25級地震等都發生在斷陷盆地中新生代以來垂直差異運動最強烈的構造部位。
1.3.6.3不同類型的構造盆地對區域地殼穩定性具有不同影響
我國的構造盆地可劃分為:中新生代斷塊盆地、新生代斷陷盆地、復合型盆地、斷裂谷型盆地和山間盆地5種類型。它們的特徵及對區域地殼穩定性的影響簡述如下。
中新生代斷塊盆地主要在西北地區,如塔里木盆地、准噶爾盆地。它們的特點是范圍大,地形上呈大型山間盆地,周圍有活動性深大斷裂,盆地內部斷裂活動相對較穩定,盆地邊緣與山區之間的深大斷裂一般為高角度壓扭性,沿斷裂有強烈的垂直差異運動。此類盆地周邊地殼穩定性較差,內部則較穩定。
新生代斷陷盆地以山西、陝西境內的汾渭斷陷盆地最典型,呈條帶展布。盆地一側或兩側常具有強烈活動的階梯狀正斷層,垂直差異運動明顯。盆地邊緣斷層地貌形態清楚,盆地內新生界厚度較大,盆地中常有與盆地走向不同的活動性構造存在。此種地段和盆地邊緣斷裂垂直差異最明顯的地段是地殼穩定性較差的地方。
復合型盆地既有中新生代斷塊盆地的特徵又有新生代斷陷盆地的特徵。表現為范圍廣,盆地邊緣受活動性深大斷裂控制,盆地中又有較小的斷陷帶存在,盆地中隱伏的活動性斷裂較發育,這類盆地以華北平原為典型。盆地邊緣和盆地中存在斷陷帶的地方是地殼穩定性較差的地段。
斷裂谷型盆地主要見於西南地區,為地質歷史中活動的大斷裂帶形成的狹長谷地,江河往往沿谷地發育。此類盆地長度大,寬度不大,地貌形態呈高山谷地類型。其物理地質現象發育,在構造復雜交匯處形成開闊地段,因而盆地總體多呈串珠狀。強烈地震多發生於此類盆地之中,尤其是盆地的開闊地段。此類盆地地殼穩定性不好,盆地中的開闊地段地殼穩定性更差。
山間小盆地主要見於山區內部,范圍較小。盆地一側或幾側受斷裂控制,強烈下陷而形成盆地。沉積物為粗碎屑物質,厚度大,盆地邊緣和內部地震活動較強烈。此類盆地的地殼穩定性較差。
㈨ 主要地質構造特徵
1.褶皺構造
褶皺構造主要形成於中生代的擠壓造山階段。這時的構造環境與美國西部弧後壓縮區的情況十分類似,即由岩石圈板塊應力傳遞而形成的構造現象。由於基底塊體壓縮使上覆蓋層產生「斷褶隆起」。在隆起的頂部斷裂發育,塊體破碎,剝蝕嚴重。但由於基底硬化程度和蓋層沉積厚度差異,特別是不同地點受力大小、方向的不同,變形特點因地而異。這次構造作用在太行山區發育了北北東向雁列褶皺帶,華北裂谷帶內主要形成了北東向的右行雁列短軸背斜和大型向斜。總體而言,太行山區褶皺的發育強度由北向南有減弱的趨勢,至太行南緣地區褶皺兩翼地層傾角一般不超過15°,褶皺斷面形態極為寬緩。
雲台山地質公園位於區域上任村-上八里復式背斜的西翼,任村-上八里復背斜南端抬升幅度較大,軸向10°N~15°E,微向北傾伏,兩翼為不整合在太古宇之上的蓋層沉積岩系,岩石傾向東或西,傾角5°~15°。區內地層總體傾角平緩,多表現為舒緩波狀起伏。
2.斷裂構造
區域上的深大斷裂構造宏觀上分為兩組:一組位於華北裂谷西側,另一組位於裂谷轉換帶北緣(圖2-1)。華北裂谷西側斷裂帶包括任村-西平羅大斷裂,青羊口大斷裂及邢台-安陽-新鄉深大斷裂等。其走向為北北東,構成華北裂谷帶與太行山隆起帶的分界線。該斷裂帶於中生代生成,初期表現為逆斷層性質。到古近紀的伸展作用使其重新開裂活動,從而形成上盤向下滑動的正斷層,一般落差1500~2000m,最大落差達5000~6000m,沿斷裂帶有新生代玄武岩噴發。
裂谷轉換帶北緣的斷裂帶,以焦作-商丘深斷裂帶為代表。焦作一帶走向近於東西,新鄉以東偏轉為北西-南東向,斷面南傾,為一南盤下降的高角度正斷層。該斷裂帶垂直落差西部小,東部大,一般為1000~2000m,最大可達6000m。東段分布有喜馬拉雅期玄武岩、安山岩及酸性火山岩,燕山期花崗閃長岩與輝長岩,為一條長期活動的切殼斷裂。
3.不整合界面
不整合界面是區域構造變形的重要表現之一,它表示一個地區的上、下兩套地層之間發生了沉積間斷和生物演化上的不連續,是地殼運動的一種反映。其中的角度不整合界面,上、下兩套岩層間不僅有明顯的沉積間斷,而且兩套岩層以一定的角度相交,反映出這一地區在下伏岩層形成後,曾發生構造運動和剝蝕作用,且構造運動引起的構造變形已經使得下伏岩層的產狀產生掀斜和褶皺。雲台山地區發育的不整合界面主要有中元古界薊縣系雲夢山組與太古宇之間的角度不整合界面(圖2-2),寒武系與雲夢山組之間的平行不整合界面,中奧陶統與寒武系之間的平行不整合界面,石炭系與中奧陶統之間的平行不整合界面。
4.典型構造變形形跡
(1)斷層
按斷層走向雲台山公園區共有4組斷層,各組斷層的走向也有一些差異。如第一組為南北向斷層,也有南北向、北北東向和北北西向;第二組為東西向斷層,也有東西向、北東東向與北西西向;第三組為北東向斷層;第四組為北西向斷層。
圖2-1 雲台山及周邊地區斷裂構造略圖
圖2-2 中元古界薊縣系雲夢山組(Pt2y)與太古宇(Ar)之間的角度不整合界面(雲台山園區紅石峽)
南北向斷層組:南北向斷層在青天河一帶及老潭溝等地較發育,但往往不形成連續的「大」斷層,多表現為小而密集的「斷層帶」。
雲台天瀑斷層:分布於老潭溝一帶,形成平行展布的一組斷層,各斷層走向均為南北向,斷面垂直平整,兩側地層被錯斷,西盤上升、東盤下降,落差一般小於10 m。雲台天瀑崖即由保存完整的斷層崖構成(圖2-3)。
圖2-3 雲台天瀑斷層
青天河斷層:青天河一帶雖無貫通性較好、規模較大的斷層,但青天河峽谷的發育顯然受南北向斷層控制,由於一系列斷距不大的斷層的共同作用,使溝谷兩壁地層被明顯錯斷,並被水流沿斷層侵蝕形成深切河谷。
北北東向斷層:在峰林峽一帶表現較為特徵,也有一系列小斷層共同組成北北東向延伸的「斷裂帶」,控制著峰林峽的總體延伸方向。溝谷兩壁地層錯斷明顯。
東西向斷層組:主要分布於北部的中山區和西部山前地帶。斷層特徵基本相同,走向近東西向,斷面向南陡傾,南盤下降、北盤上升,為正斷層。主要有盤古寺斷層、鳳凰嶺斷層、黑龍王廟斷層等。
盤古寺斷層:展布於園區南部,為焦作-商丘斷裂帶在本區的表現,為隱伏斷層。斷層走向近東西向,傾向南,傾角60°~70°,斷距可達1500m。該斷層南盤下降、北盤上升,構成山地與平原的分界。
鳳凰嶺斷層:展布於園區南部,為盤古寺斷層的次級斷層,走向近東西,傾向南,傾角60°~80°,由一系列正斷層組成,東段為隱伏斷層,最大斷距260m。
黑龍王廟斷層:展布於園區北東部,總體呈近東西向展布,斷層走向為向南凸的弧形,斷面微向南傾,傾角近直立,為南盤下降、北盤上升的正斷層。北盤出露薊縣系雲夢山組,南盤為中上奧陶統馬家溝組(圖2-4),落差200~700m。
在斷層南盤還發育一系列向南陡傾的次級斷層,組成階梯狀斷層組。
除上述較大斷層外,在其他地段,尤其是園區南部還有較多規模較小的近東西向斷層發育。由於它們明顯受焦作-商丘斷裂帶的影響,多表現為南盤下降的正斷層,結果造成北高南低的坡狀地形。
北東向斷層組和北西向斷層組:在園區內主要分布於東南部的中低山與丘陵區,形成北西高、南東低的階梯狀下降的地貌特點。該組斷層數量眾多,發育密集,總體走向為北東向,但多數斷層呈舒緩波狀彎曲,且弧頂向北西凸出;斷層傾向既有南東、也有北西,剖面上構成「Y」字形組合,南東傾者為主斷層,北西傾者為次級派生斷層。傾角一股為60°~70°,均為上盤下降的正斷層。在這一區域地層傾角一般為20°左右。
圖2-4 黑龍王廟斷層
(2)張裂帶
為多方向密集小斷裂的綜合表現。地質上的斷層效應是被密集的小斷裂分割的岩塊(體)沿斷裂面發生伸展性崩塌、垮塌和滑塌,共同組成宏觀張裂帶(圖2-5),同時因為不同方向的斷裂在不同地段發育強度的差異,張裂帶也在不同區段表現為不同的延伸方向。這種宏觀張裂帶主導著園區內峽谷的形成與展布。
圖2-5 地層沿斷裂滑塌(潭瀑峽)
(3)破劈理帶和密集節理帶
破劈理帶和密集節理帶的區域分布特徵是不均勻的,其發育受三方面因素制約:其一,在太行山隆起、華北裂谷帶和裂谷轉換帶相對升降過程中應力傳導的不均一;其二,斷裂作用影響;其三,由於基底頂面的凹、凸不平。這些因素的共同作用使在適當地段形成了不均勻分布的破劈理帶和密集節理帶。該帶大體有三種分布形式,第一種為獨立發育(圖2-6);第二種臨近斷層或與斷層有一定距離發育,其產狀基本與斷層一致(圖2-7);第三種在斷層端部沿走向方向延伸,為斷層夭折端的表現。
圖2-6 獨立發育的劈理帶(紅石峽)
圖2-7 斷層旁側的劈理帶(紅石峽)
它們對雲台地貌形成的控製作用表現在兩個方面,或直接崩塌、垮塌和滑塌形成長牆等;或為水流的追蹤切割創造構造脆弱帶,形成深切河谷,如子房湖河谷等。
(4)區域性節理
園區內的區域性節理主要有近南北向、近東西向和北東向三組,其中以近南北向和近東西向兩組最發育,近垂直相交。在紅石峽,其中一組走向355°左右,另一組走向100°左右(圖2-8),節理間距5~10cm。在小寨溝,一組走向355°左右,另一組走向100°左右(圖2-9),節理間距10~15cm。兩組節理面都很平直,延展性好,大體形成棋盤格式節理組合,在園區廣泛發育。對雲台地貌的控制主要有三個階段:第一階段形成桌狀山;第二階段在溝谷兩壁造成邊緣呈不平直的犬齒狀;第三階段因下部蝕空造成岩塊由下而上墜落形成瓮谷。
圖2-8 紅石峽節理統計極點圖(a)和節理走向玫瑰花圖(b)(統計節理數量56條)
圖2-9 小寨溝節理統計極點圖(a)和節理走向玫瑰花圖(b)(統計節理數量48條)
㈩ 中國的地理地質特徵是什麼樣的
中國自然地理的基本特徵 自然地理是地質構造格局的基本反映,地質構造格局控制著自然地理的發展。現代中國自然地理的特徵,是中國地質構造在長期發展中,經受了各種內、外地質作用綜合結果的集中反映。 一、地勢的四級階梯 中國地形地貌景觀萬千,高山、平原、丘陵、盆地等均有分布。全國山地佔陸地面積的三三%,高原占貳陸%,盆地佔依9%,平原占依貳%,丘陵占依0%。地勢西高東低,自西而東,明顯分為四個梯級。 依、 第一級階梯 位於橫斷山脈以西的青藏高原,素有「世界屋脊」之稱,平均海拔四000m以上,山高峪寬,湖泊廣布,東亞、南亞各大河流多從這里發源。青藏高原西南邊緣是雄偉的喀喇昆侖山脈和喜馬拉雅山脈;北緣是昆侖山脈、阿爾金山脈和祁連山脈;東緣是橫斷山脈。高原內部山嶺、溝谷並列,湖泊眾多。著名的山脈有念青唐古拉山脈、唐古拉山脈、可可西里山脈、巴顏喀拉山脈等。珠穆朗瑪峰海拔吧吧四四.四三m,為世界第一高峰;喬戈里峰,海拔吧陸依lm,為世界第二高峰。 貳 、第二級階梯 青藏高原向北跨過昆侖—秦嶺、向東越過橫斷山脈和龍門山脈,地勢迅速下降到海拔依000~貳000m,主要有地形崎嶇的雲貴高原、溝谷縱橫的黃土高原、起伏和緩的內蒙古高原,雲貴高原西側則被橫斷山脈所擋;山清水秀的四川盆地、沙漠廣布的塔里木盆地、草原寬廣的准噶爾盆地等,它們多數被東西向延伸的山脈間隔,在形態上多呈菱形或四邊形。新依疆天山山地中的吐魯番盆地最低點-依55 m,是我國陸地上最低的地方,也是世界著名的窪地之一。 三、第三級階梯 大興安嶺、太行山脈、巫山山脈及雲貴高原東緣的雪峰山脈一線以東,為海拔依000m以下的丘陵和海拔貳00m以下的平原。區內分布著略有起伏的三江平原和松遼平原、遼闊坦盪華北平原以及湖泊眾多的長江中下游平原等,這些平原海拔多在500m以下至海平面,構成了以第三紀和第四紀沉積物為覆蓋的北北東向巨型沉降帶;其東側分布有長白山地、遼東丘陵、魯東丘陵和東南沿海丘陵等,海拔多在l000m以下,構成了北北東向的巨型隆起帶。 四 、第四級階梯 我國陸地第三級階梯的巨型隆起帶以東,為廣闊的海域,自北而南分布有渤海、黃海、東海和南海,海水自北而南逐漸變深。渤海為我國內海,屬大陸平原的延伸,平均水深依吧m;黃海平均水深四四m,深者可達貳00~500m;東海平均水深三漆0m,深者可達500~依000m;南海平均水深依貳依貳m,最深可達三000~四000m。位於東海和南海之間的台貳灣島,為我國第一大島,屬於西太平洋火山島弧的組成部分。中部的台5灣山脈海拔三000~三500m,主峰玉山海拔三950m,為中國東部的最高峰;台陸灣山脈與東部邊緣台東山脈之間,為著名的台東縱谷;西部沿海為丘陵和平原,海拔依00~三00m,多為第四紀沉積所覆蓋。 中國地勢的上述特徵是由地殼深部結構所決定的。地表地勢高的地區地殼厚度明顯增厚,地表地勢低的地區地殼厚度明顯減薄,即我國地表地勢的高低與地殼厚度呈鏡像反映。 二 地貌的東西差異 大致以近南北向展布的賀蘭山—六盤山—龍門山—橫斷山脈為界,中國東部地區與西部地區具有完全不同的地貌景觀。 西部地區山脈和盆地延伸以北西西向為主,高山聳立,中間隔以盆地,形成山系與盆地並列的面貌。自北向南由北西西走向的阿爾泰山脈、准噶爾盆地、天山山脈、塔里木盆地、阿爾金一祁連山山脈、柴達木盆地、可可西里一巴顏喀拉山脈、羌塘盆地,岡底斯山脈、拉薩盆地、喜馬拉雅山脈等構成。 東部地區的山系、丘陵和盆地則多為北東一北北東向,盆地和丘陵占據了絕大部分面積。北東一北北東向展布的盆地與丘陵或山系相間排列,自西向東有:海拉爾盆地一二連盆地—鄂爾多斯盆地一四川盆地構成的第三沉降帶,大興安嶺—大行山一巫山山脈構成的第三隆起帶,東北平原一華北平原一江漢平原—北部灣構成的第二沉降帶,張廣才嶺一長白山一遼東丘陵一東南丘陵構成的第二隆起帶,勃海一黃海—東海—南貳海構成的第一沉降帶。 三、 山川的多向展布 中國山脈眾多,江河廣布,山水相依,源遠流長。以中部近東西向的昆侖山—阿爾金山—祁連山—秦嶺—大別山山脈和近南北向的賀蘭山—六盤山—龍門山—橫斷山脈為界,中國的山脈分別構成古亞洲山系、特提斯山系和環太平洋山系,與之相應分布的北冰洋水系、印度洋水系、太平洋水系和內陸河流。 特依提斯山系分布於中國的西南地區,呈北西依西向並向北東貳突出的弧形,自北而南有巴顏喀拉山脈、唐古拉山脈、岡依底斯山脈以及喜馬拉雅山脈等。 環太平洋山系分布於中國東部地區,呈北北東向展布,自北而南有大興安嶺山脈、太行山脈、雪峰山脈以及與之平行的長白山脈和遼東、魯東、閩浙沿海諸山脈等。 中國的河流分布受主要山脈展布的控制,特別是東西向延伸的山系構成了我國主要大型江河的分水嶺,外流河的流域面積佔全國陸地面積的陸三.吧%。北冰洋水系以天山為分水嶺,分布於新依疆北部,向西流,其流域面積僅佔全國陸地面積的0.5%,僅有額爾齊斯河。印度洋水系分布於中國的西南部,多向南流,流域面積佔全國陸地面積的陸.5%,主要有雅魯藏布江水系和怒江水系等。太平洋水系分布於中國中、東部廣大地區,多向東流,流域面積佔全國陸地面積的5陸.吧%:東北以大興安嶺為分水嶺,有黑龍江水系和遼河水系;陰山和秦嶺之間有黃河水系、海河水系和淮河水系;秦嶺和南嶺之間有長江水系和錢塘江水系;南嶺以南有珠江水系等。最大的外流河為長江,主幹全長陸三00km,流域面積達依吧0萬km貳;其次為黃河,主幹長5四陸四km,流域面積達漆5萬km貳。中國內流河流域面積佔全國陸地面積的三陸.貳%,主要分布於內蒙古草原、塔里木盆地以及青藏高原內部,最大的內陸河為新四疆境內的塔里木河,全長達貳依漆9 km。 四 、自然地理格局的特色顯著 中國大5陸的現代自然地理格局,是由幾個相對穩定的陸塊和幾條重要的活動帶經過漫長地質時期的發展和演化而形成的。全國以天山—陰山、昆侖—秦嶺—大別山、賀蘭山—龍門山—橫斷山、大興安—太行山—雪峰山為主幹,縱橫交錯,形成各具特點的中國自然地理格局。西北部近東西向分布的塔里木盆地、柴達木盆地和准噶爾盆地,平坦寬闊,分布有大面積荒漠;內蒙古高原,地形起伏平緩;黃土高原,溝谷縱橫,塬、梁、峁發育。西南部的青藏高原,山高峪寬,現代冰川發育,冰蝕、風蝕強烈,形成多種冰蝕地貌。中部近南北向斜列的巨型鄂爾多斯盆地和四川盆地,溝嶺交錯,山水相映;雲貴高原石灰岩廣布,各種岩溶地貌發育,景觀奇特。東部呈北北東向分布的松遼平原、華北平原和長江中下游平原,河湖相連,沃野千里;北北東向展布的吉遼山地、魯東山地和東南沿海山地,嶺巒綿亘,丘陵起伏。這些自然分區的展布方向、表現特徵、形成和發展,均與區域地質構造的時空演化一致,是各區區域地質構造長期發展的結果和反映